HCNP Routing&Switching之組播技術PIM-SM RP

1874發表於2022-04-17

　　前文我們瞭解了組播技術中，組播路由協議PIM的稀疏模式相關話題，回顧請參考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/16142795.html；今天我們來聊一聊組播路由協議PIM稀疏模式中RP相關話題；

　　我們知道在RPT裡，所有組播資料流都會通過RP轉發到接收者；對於一個RP來說，它可以同時服務於多個組播組，但一個組播組只能對應一個唯一的RP；所謂RP就是RPT（Rendezvous Point Tree）裡的RP（Rendezvous Point），即匯合點；所有的組播源和接收者都是以該點為樹根所形成的資料轉發路徑（RPT）來轉發報文，組播源先向樹根傳送資料包文，之後的報文再向下轉發到達所有接收者；

　　RP發現

　　RP發現有兩種方式，一種是靜態RP，即通過人工手動指定靜態RP的ip地址，在所有PIM路由器上配置；另一種就是動態RP，所謂動態RP就是通過幾臺PIM路由器配置C-RP（Candidate-RP，候選RP），最後從C-RP中競選產生RP；在競選RP之前，首先要配置C-BSR（Candidate-BootStrap Router，候選自舉RP），從C-BSR中先選出BSR；BSR負責收集C-RP的通告資訊，併發布到整個PIM-SM網路，讓所有路由器知道RP的位置；簡單講動態RP是在眾多C-BSR中先選舉BSR，然後有選舉的BSR收集C-RP的通告資訊，然後再從多個C-RP中競選出RP，然後再由BSR通告給PIM-SM整個網路路由器讓其知道RP的位置；靜態和動態是可以同時配置的，預設情況下靜態比動態優先順序更低，但是靜態可以配置更高；

　　提示：首先在PIM-SM網路中通過多個C-BSR中競選出BSR，然後由BSR收集C-RP發出的通告資訊，再從多個C-RP中競選出RP；然後再由BSR將其競選出RP的結果通告給整個PIM-SM網路中的所有路由器，讓所有路由器知道RP的位置；

　　BSR選舉規則

　　1、在多個C-BSR中先比較其優先順序，優先順序數字越大，優先順序越高，即優先順序越大越有限成為BSR；

　　2、如果優先順序一樣，則比較介面ip地址，ip地址大者成為BSR；

　　RP選舉規則

　　1、如果只有一個C-RP，那麼該節點就是域裡的RP；如果有多個C-RP，首先比較C-RP的優先順序，優先順序較高（數字越小）者稱為RP；

　　2、如果優先順序相同，者使用雜湊（hash）函式計算雜湊值，該值較大者稱為RP；

　　3、如果優先順序和雜湊值都相同，則比較C-RP介面ip地址，ip地址大者成為RP；

　　實驗：如下拓撲，配置PIM-SM

　　pc1、pc2、msc1的配置

　　各路由器配置

　　R1的配置

sys
sys R1
int g0/0/0
ip add 192.168.21.1 24
int g0/0/1
ip add 192.168.11.1 24
q

ospf 1234 router-id 1.1.1.1
area 0
net 192.168.21.1 0.0.0.0
net 192.168.11.1 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
int g0/0/1
pim sm

View Code

　　R2的配置

sys
sys R2
int g0/0/0
ip add 192.168.32.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.42.2 24
int g0/0/2
ip add 192.168.21.2 24
q

ospf 1234 router-id 2.2.2.2
area 0
net 192.168.32.2 0.0.0.0
net 192.168.42.2 0.0.0.0
net 192.168.21.2 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
int g0/0/1
pim sm
int g0/0/2
pim sm

View Code

　　R3的配置

sys
sys R3
int g0/0/0
ip add 192.168.13.254 24
int g0/0/1
ip add 192.168.32.3 24
q

ospf 1234 router-id 3.3.3.3
area 0
net 192.168.13.254 0.0.0.0
net 192.168.32.3 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
igmp en
int g0/0/1
pim sm

View Code

　　R4的配置

sys
sys R4
int g0/0/0
ip add 192.168.24.254 24
int g0/0/1
ip add 192.168.42.4 24
q

ospf 1234 router-id 4.4.4.4
area 0
net 192.168.24.254 0.0.0.0
net 192.168.42.4 0.0.0.0
q
q

multicast routing-enable
int g0/0/0
pim sm
igmp en
int g0/0/1
pim sm

View Code

　　在R2上驗證pim鄰居

　　提示：可以看到R2有三個鄰居，分別是R1、R3和R4；和我們的拓撲是符合的；

　　在R2的g0/0/2口抓包，讓組播源傳送資料，看看對應是否會生成組播路由？會不會像dm那樣先擴散呢？

　　提示：通過抓包，並沒有發現有組播udp，只有pim的hello包；

　　驗證，看看R2上是否有組播路由產生呢？

　　提示：可以看到R2上並沒有組播路由產生；

　　在R1上驗證是否有組播路由產生呢？

　　提示：可以看到R1上有組播路由產生，並且是（s,g）的形式；但是該路由資訊只有上游介面，並沒有下游介面；這是因為該路由器直連組播源，對應並沒有接收者，所以只會有上游介面；通過上述截圖我們也可以看到對應RP也是空；

　　手動配置靜態RP為2.2.2.2

　　提示：在其他路由器上也需要配置同樣的RP；同時其他路由器單播網路必須能夠到達對應RP；

　　提示：我們這裡選擇R2為RP，所以在R2上必須有一個介面的ip地址為RP的ip地址，並且該ip需要在ospf中宣告，便於其他路由器學習到到達RP的路由；

　　在任意路由器上驗證RP資訊

　　提示：驗證RP資訊，後面需要更對應組播地址，表示檢視對應組播組裡RP資訊；預設情況下我們配置的靜態RP資訊是匹配所有組播組；

　　提示：當然我們需要給某個組播組配置一個單獨的RP，我們可以對應RP地址後面加ACL，表示ACL匹配到的地址都是對應的RP；prefered這個引數是配置靜態RP資訊優於動態RP，即當同時配置靜態RP和動態RP後，靜態RP上加上prefered這個引數後，對應靜態RP的優先順序就高於動態RP；

　　在pc2上加入對應組播組，在R4上抓包看看對應過程

　　提示：可以看到PC2 點加入對應組播組的時候，首先R4會傳送igmp 查詢，pc2報告有成員加入；

　　提示：可以看到隨後R4會傳送加入訊息給整個pim網路；

　　檢視R4的路由表，看看對應路由是否生成？

　　提示：可以看到對應組播路由已經產生，並且是以（*,G）的形式，並不是（S，G）；對應路由的下游介面也產生了；

　　在R1上抓包，然後組播源傳送資料

　　提示：可以看到在R1上抓包能夠抓到組播源向RP的註冊包，這個包是通過在udp裡封裝了一個Pim包頭來攜帶組播源的註冊資訊；

　　在RP上檢視對應組播路由

　　提示：可以看到RP上的路由有源樹和共享樹兩種形式，這是因為RP到組播源走SPT，RP到接收者走RPT；

　　提示：同時我們在R2上也能抓到R4向R2傳送到加入訊息，對應是傳送給RP所配置的地址；

　　配置動態RP

　　在R1和R2上新建lo介面，並配置c-bsr ，看看對應bsr的競選過程

　　將lo1介面宣告在ospf裡

　　提示：將lo1介面宣告在ospf裡，是讓其他路由器學習到相應介面的路由；

　　提示：對應介面注意要先開啟pim sm 然後才能配置對應角色；

　　提示：可以看到在預設優先順序的情況下，在R1配置成C-bsr以後，對應抓包會看到R1會週期性的傳送bootstrap訊息告訴其他路由自己是bsr;當R2配置c-bsr以後，對應R1看自己和R2的優先順序一樣，且R2的ip地址比自己大，此後R1就被抑制，取而代之的是R2成為BSR週期性的傳送bootstrap訊息告訴其他路由器自己是bsr;當然我們可以修改R1的優先順序來來影響競選結果；

　　修改R1c-bsr的優先順序為5